Wie lässt man Beton schweben?!

Ja. Beton kann schwimmen. Wie, es kann in einen Eimer Wasser getaucht werden und tatsächlich wieder auftauchen. Als langjähriger Teilnehmer des ASCE National Concrete Canoe Competition, Ich denke, das ist die häufigste Frage, die ich von Außenstehenden bekomme. Bei diesem Wettbewerb müssen Ingenieurstudenten auf der ganzen Welt Kanus aus Beton entwerfen und konstruieren und Kopf an Kopf paddeln, Ästhetik, ein technisches Designpapier, und eine mündliche Präsentation.

Es ist lustig, dass so viele Menschen von der Idee eines Betongefäßes begeistert sind. Mir ist klar, dass herkömmlicher Beton ein dichtes Material ist, aber haben Sie jemals an ein Stahlschiff gedacht? Die meisten großen Boote bestehen aus Stahl (denken Sie an Kreuzfahrtschiffe, Flugzeugträger und Frachtschiffe). Aber Stahl ist dreimal so dicht wie Beton! Archimedes ‚Prinzip ist der Hauptgrund, warum diese Schiffe nicht wie Ziegelsteine sinken. Grundsätzlich, wenn das Gewicht der Flüssigkeit, die durch das Objekt verdrängt wird, das Gewicht des Objekts selbst übersteigt, dann schwimmt es!

Überraschenderweise wurden während des Ersten und Zweiten Weltkriegs wegen des Stahlmangels im Krieg Betonkriegsschiffe gebaut. Laut Wikipedia wurden sie in den frühen 1900er Jahren in Europa auch häufig als Lastkähne verwendet. Schiffe aus anderen Materialien waren jedoch einfacher zu bauen und billiger zu betreiben, so dass man heute nicht viele Betonschiffe sieht. Einige der alten Kriegsschiffe sind noch heute zu sehen, und Amusing Planet hat einen großartigen Artikel über diese Betonschiffe.

Jetzt bleibt also die Frage: Warum machen Bauingenieurstudenten Kanus aus Beton? Nun, die einzig vernünftige Antwort ist, dass ASCE uns dazu gebracht hat. Sie haben einen nationalen Wettbewerb, um zu bestimmen, wer das effizienteste Kanu aus Beton bauen kann. Im Gegensatz zu diesen alten Kriegsschiffen ist unser Beton jedoch weniger dicht als Wasser, sodass er schwimmt, wenn er vollständig untergetaucht ist.

Um zu erklären, wie wir dies erreichen, müssen wir zunächst über die Grundlagen von Beton sprechen. Beton wird aus drei Hauptbestandteilen hergestellt: Zement, Wasser und Zuschlagstoffen (Kies, Sand usw.). Beachten Sie, dass Zement ein Bestandteil von Beton ist und sich chemisch von einer pulverförmigen Substanz in ein gehärtetes Baumaterial verwandelt, wenn er mit Wasser gemischt und im Laufe der Zeit ausgehärtet wird. Es ist analog zur Verwendung von Mehl als Zutat für Kuchen. Sie fügen Mehl zu einer Mischung von Zutaten hinzu, backen es (d. H. Chemisch verändern) und erhalten dann am Ende einen leckeren Kuchen. Ich würde keine Tüte Mehl aufheben und sie als Kuchen bezeichnen, also bitte nicht auf den Bürgersteig zeigen und sie als Zement bezeichnen.

Beachten Sie, dass alle Zutaten für Beton ziemlich schwer sind. Zement ist etwa dreimal so dicht wie Wasser und Zuschlagstoffe sind im Allgemeinen etwa doppelt so dicht wie Wasser. Intuitiv, wenn Sie diese Zutaten kombinieren, erhalten Sie ein Endprodukt, das viel schwerer als Wasser ist. Wir entfernen die Zuschlagstoffe und ersetzen sie durch sehr kleine recycelte Glasperlen (einige haben eine Wasserdichte von etwa 10%), um das Gesamtgewicht des Betons zu verringern. Das Endergebnis ist ein Beton, der leicht und relativ langlebig ist.

Der Beton, den wir für diese Betonkanus herstellen, unterscheidet sich stark von dem normalen Beton, den Sie sehen würden. Unser Beton ist in der Regel nicht sehr flüssig und hat eine Konsistenz eher wie Keksteig. Anstatt es in eine Form zu gießen, wird es von Hand in eine Form verpackt. Die Herausforderung besteht darin, die optimalen Zutaten zu finden, um das Kanu Ihres Teams leicht, langlebig und ästhetisch ansprechend zu machen.

Möchten Sie mehr über Betonkanus erfahren? Schauen Sie sich die offiziellen Regeln an oder besuchen Sie concretecanoe.org.